基于LabVIEW的追溯文件查詢方法

基于LabVIEW的追溯文件查詢方法摘要:現(xiàn)在的工控軟件，一般都有保存追溯文件的功能。有些企業(yè)要求工控軟件能在確保結(jié)果準(zhǔn)確的前提下，盡可能快速地查詢出產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。因此設(shè)計(jì)基于LabVIEW的快速批量查詢功能,通過查詢文本而非查詢表格的方法，對(duì)多個(gè)產(chǎn)品條碼進(jìn)行批量查詢,此方法簡單高效。關(guān)鍵詞:LabVIEW;批量;查詢;追溯1追溯文件查詢效率問題隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)的興起，越來越多自動(dòng)化設(shè)備增加了產(chǎn)品追溯功能，通過利用讀碼器識(shí)別產(chǎn)品條碼，跟蹤產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，而這將有利于分析設(shè)備生產(chǎn)狀態(tài)、產(chǎn)品良率狀況。對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)的快速量產(chǎn)需求，LabVIEW開發(fā)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。由于LabVIEW擁有眾多成熟配套的模塊，可以輕松與PLC建立OPC通訊，這種通訊模式下，PLC無需額外開發(fā)通訊程序，只需要提供IP地址，創(chuàng)建TCP端口號(hào)，提供寄存器地址用于讀寫數(shù)據(jù)，就可以立刻與LabVIEW建立通訊，而LabVIEW對(duì)寄存器數(shù)據(jù)的操作，也幾乎如同在本地電腦讀寫文件一般輕松。而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中收集到的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，就需要配套準(zhǔn)確且快速的查詢方法，才能讓工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值發(fā)揮出來。本文利用LabVIEW圖形化編程語言，通過對(duì)比傳統(tǒng)的表格方法和新式的文本方法，這兩種查詢方法，直觀反映出新式文本方法的快捷高效，接下來將通過對(duì)比闡述如何編程實(shí)現(xiàn)這種方法。2追溯文件保存形式文件是批量查詢的數(shù)據(jù)來源，其保存的文件形式大體上有兩種，一種是數(shù)據(jù)庫的方式，另一種是保存為Excel文件的方法。其中數(shù)據(jù)庫的方法，是利用LabVIEW的額外工具包LabVIEWSQLToolkit對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問，該工具包封裝了基本的數(shù)據(jù)庫操作與訪問函數(shù)，使用簡便，用戶不需要學(xué)習(xí)SQL語法，只需要通過輸入輸出接線端，就能實(shí)現(xiàn)功能，遺憾的是這個(gè)工具包目前價(jià)格高昂，致使大多數(shù)用戶無法承受這額外的成本。而保存為Excel文件的方法，則是利用LabVIEW自帶的“寫入電子表格文件”函數(shù)，將用戶信息逐條添加進(jìn)文件內(nèi)容中，這種方法操作簡單，也不需要依賴額外的數(shù)據(jù)庫工具包。保存的Excel電子表格文件，可以使用Excel軟件打開，無需安裝繁瑣的數(shù)據(jù)庫環(huán)境等，方便用戶直接打開編輯或復(fù)制到其他電腦進(jìn)行整理編輯，為用戶制作報(bào)表或報(bào)告等提供便利。本文中使用的就是這第二種方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的保存操作。如圖1所示，保存Excel電子表格文件的操作，主要用到LabVIEW中的“寫入電子表格文件”函數(shù)。先構(gòu)造需要添加的一維數(shù)組數(shù)據(jù)，將其連接到“寫入電子表格文件”函數(shù)的輸入端，并將“添加至文件”參數(shù)設(shè)置為真，同時(shí)設(shè)置好“分隔符”，就能實(shí)現(xiàn)將該數(shù)據(jù)添加進(jìn)表格文件，編程簡單可靠。圖1保存文件程序框圖其中，“分隔符”，是“寫入電子表格文件”函數(shù)的一個(gè)重要輸入?yún)?shù)，也是本文中的批量查詢方法的重要依據(jù)。因電子表格文件的后綴不同，其“分隔符”也會(huì)不同。電子表格文件的后綴大致可以分為兩種，一種是“xls”，它是最常見的電子表格格式，是Excel軟件保存的一種文件格式，其“分隔符”是“制表符”，也就是Tab鍵輸入的字符；另一種是“csv”，它是通用的一種文件格式，能被導(dǎo)入到Excel表格及數(shù)據(jù)庫中，“分隔符”是英文逗號(hào)“,”。為了便于后續(xù)的編程操作，在保存數(shù)據(jù)時(shí)，一般將數(shù)據(jù)集的第一項(xiàng)作為具有唯一編碼屬性的條碼，之后才是與之關(guān)聯(lián)的詳細(xì)信息，如圖2所示。圖2保存文件格式3批量查詢實(shí)現(xiàn)原理本文將以Excel電子表格的文件形式為基礎(chǔ)，闡述兩種查詢方法并對(duì)兩者進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，其中一種查詢方法是LabVIEW傳統(tǒng)的查詢方法，也即直接讀取Excel內(nèi)容為二維數(shù)組，并直接在二維數(shù)組里查詢指定條碼字符串，在本文稱之為“表格方法”；另一種則是以文本的形式讀取Excel文件，把文件內(nèi)容輸出成字符串文本，在字符串文本里查詢指定的條碼字符串，在本文稱之為“文本方法”。如圖3所示，程序框圖的上半部分是“表格方法”實(shí)現(xiàn)原理的源程序，下半部分是“文本方法”實(shí)現(xiàn)原理的源程序。圖3批量查詢程序框圖“表格方法”具體的實(shí)現(xiàn)原理，是使用“讀取電子表格文件”函數(shù)讀取Excel文件，將文件內(nèi)容輸出為二維數(shù)組，再分離出僅包含條碼的一維數(shù)組，接著用指定的一個(gè)條碼，通過“搜索一維數(shù)組”函數(shù)，得到指定條碼所在的行索引。此時(shí)，就能通過這個(gè)行索引，就能獲得這個(gè)指定條碼在二維數(shù)組里所在行的數(shù)據(jù)。同理，批量搜索多個(gè)指定條碼，只需要利用for循環(huán)，就可以重復(fù)執(zhí)行這一操作，獲得批量查詢的結(jié)果。但是這個(gè)方法的有個(gè)明顯的缺點(diǎn)，就是當(dāng)打開多個(gè)Excel文件時(shí)，需要耗費(fèi)很長的時(shí)間，而這很影響效率。圖4原理解析而“文本方法”，是一種較為創(chuàng)新的方法，首先，打開Excel文件的方式就有所不同，不是使用“讀取電子表格文件”函數(shù)打開文件，而是使用“讀取文本文件”函數(shù)打開文件，將內(nèi)容輸出為字符串文本。如圖4所示，先將指定的一個(gè)條碼與分隔符連接，形成搜索元素，再利用“搜索匹配字符串”函數(shù)，獲得偏移量，也就是條碼處在字符串文本中的位置。此時(shí)，通過“截取字符串”和“匹配回車符”函數(shù)處理后，就可以獲得以查詢的條碼為起始、以回車符為結(jié)束的字符串文本，這就是該條碼的相關(guān)數(shù)據(jù)。最后通過“電子表格字符串至數(shù)組轉(zhuǎn)換”函數(shù)，將字符串文本轉(zhuǎn)化為數(shù)組的形式，以便后期構(gòu)成表格。批量查詢多個(gè)條碼時(shí)，也是利用for循環(huán)重復(fù)執(zhí)行，獲得批量查詢結(jié)果。這個(gè)方法巧妙在于打開多個(gè)“文本文件”比“電子表格文件”速度要快得多，且通過“分隔符”精準(zhǔn)定位元素。同時(shí)還能通過限制“條碼長度”，支持對(duì)首尾殘缺的字符進(jìn)行搜索，還可以忽略大小寫。通過對(duì)同一批文件進(jìn)行等量搜索，比較出“表格方法”與“文本方法”的速度和準(zhǔn)確率，結(jié)果“文本方法“明顯具有優(yōu)勢(shì)。盡管傳統(tǒng)的“表格方法”也有易于理解與掌握的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)太明顯，就是運(yùn)行效率低。而”文本方法“的優(yōu)點(diǎn)不僅是運(yùn)行效率高，而且結(jié)果準(zhǔn)確、功能全面。4用戶交互界面設(shè)計(jì)界面的設(shè)計(jì)的主旨是為了便于用戶操作與獲取信息。本文提供了一個(gè)簡單的設(shè)計(jì)參考，以左右分欄的形式，將輸入框與查詢結(jié)果分布在左右兩側(cè)，同時(shí)輔以查詢耗時(shí)、查詢數(shù)量等提示，幫助用戶理解與獲悉查詢的效率對(duì)比。如圖5所示，界面的最左側(cè)是“批量條碼”的輸入文本框，支持以“回車”作為分隔符，輸入多個(gè)條碼進(jìn)行搜索，也支持用戶從表格文件復(fù)制一列數(shù)據(jù)，粘貼到此處。圖5批量查詢前面板“批量條碼”文本框左上方，是“條碼長度”限制數(shù)值，這是可選參數(shù)：當(dāng)搜索殘缺條碼時(shí)，利用限制條碼長度，可以縮小查詢范圍，縮短查詢時(shí)間，提高查詢效率；“批量條碼”文本框右上方，是“查詢數(shù)量”提示框，該參數(shù)是通過計(jì)算“批量條碼”輸入框中的非空的行數(shù)，統(tǒng)計(jì)出實(shí)際需要查詢的條碼數(shù)量，展示給用戶；“批量條碼”文本框右側(cè)，則是兩種查詢方法的展示結(jié)果表及其消耗時(shí)間的統(tǒng)計(jì)。經(jīng)過多次運(yùn)行測(cè)試，本文推薦的“文本方法”在查詢一百條的數(shù)據(jù)時(shí)，僅需約0.5秒就能輸出結(jié)果，而“表格方法”查詢一百條數(shù)據(jù)時(shí)，則需約20秒。以多次運(yùn)行測(cè)試取平均值而言，“文本方法”的運(yùn)行效率約為“表格方法”的38倍。5結(jié)束語本文主要借助LabVIEW設(shè)計(jì)了一個(gè)批量查詢功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)工控軟件保存的Excel文件進(jìn)行批量查詢，追溯產(chǎn)品的生產(chǎn)信息。無需使用復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫工具，以及效率低下的“表格方法”，只需利用上述提及的“文本方法”，就能實(shí)現(xiàn)快速高效的批量數(shù)據(jù)查詢，此方法簡單實(shí)用，對(duì)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)，也具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。參考文獻(xiàn)[1]萬文略,崔冰波.LabVIEW在測(cè)控系統(tǒng)登錄與管理中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化儀表,2012,33(4):30-34[2]楊